Оптический спектр и тон цвета

Главной характеристикой цвета является его оптический спектр. Разные цвета качественно различаются именно из-за различного спектрального состава света, попадающего в глаз.
Спектральный состав - это весь набор частот электромагнитных волн, входящих в луч света.
Свет, попадающий в глаз, может иметь достаточно сложное происхождение. Он может исходить непосредственно из источника света, а может быть отражённым. При отражении света каким-либо предметом его спектр меняется, поскольку определённая часть спектра поглощается. Поэтому все предметы (все материалы) имеют свои цвета, обусловленные их спектром поглощения.

Рис.4. Оптический спектр

Спектр отражает физическую природу света, но на спектре нельзя найти все цвета, а напротив, произвольный цвет получается совмещением нескольких участков спектра. Например, белый цвет отсутствует на спектре, но сам содержит весь спектр целиком. Кроме того, иногда два луча света с разным спектральным составом выглядят как один и тот же цвет.
В человеческом глазу есть три вида рецепторов, и каждый вид рецепторов воспринимает свой цвет - синий, красный, или зелёный. На этом явлении и основан подход RGB, которым мы пользуемся для представления цвета в компьютере. Но хотя есть всего три вида рецепторов, человеческая психика каким-то образом порождает ощущения огромного разнообразия цветов.
Тон цвета - понятие, используемое художниками. Тон определяется характером распределения излучения в спектре видимого света, причем, главным образом, положением пика излучения, а не его интенсивностью и характером распределения излучения в других областях спектра. Именно тон определяет название цвета, например «красный», «синий», «зеленый».
Пик излучения - это та частота электромагнитной волны, которая имеет максимальную интенсивность по сравнению с другими частотами. Человек ощущает именно тот цвет, который соответствует пику излучения, попадающего в глаз.

Рис.5. Оптический спектр

Цветоощущение на концах полосы спектра одинаковое - на обоих концах спектра красный цвет. Если спектр искусственно продолжить, окрасив красным часть невидимого излучения, то можно свернуть его в кольцо, совместив два конца одинакового цвета. Мы получили цветовой круг, на который поместим теперь угловую шкалу в 360 градусов.
Исходя из понятия о пике излучения, тон задаётся точной численной величиной в градусах, принимая значение от 0 до 360.

Рис.6. Цветовой круг